Tag Archives: óptica

TRABAJA UNIVERSITARIA EN APLICACIÓN DE HACES DE LUZ EN MICROMANIPULACIÓN ÓPTICA Y EN ÓPTICA NO LINEAL

 
Facebooktwittergoogle_plusmail

hacesdeluz14 de junio de 2014

Por su trayectoria académica y aportaciones, Karen Patricia Volke Sepúlveda, del Instituto de Física (IF) de la UNAM, obtuvo la Cátedra de Investigación Marcos Moshinsky en Ciencias Físicas.

A través de este apoyo, otorgado por la Fundación Marcos Moshinsky, desarrollará el proyecto Diseño de Nuevas Técnicas Fotónicas Basadas en el Estudio y Aplicación de Luz Estructurada, mediante la adquisición de equipo para el Laboratorio de Micromanipulación Óptica.

Con esta iniciativa, la académica, junto con su equipo de trabajo, diseñarán distribuciones de intensidad y fase de haces de luz para aplicarlas en micromanipulación óptica y en óptica no lineal.

“Analizar las propiedades de estos haces generará conocimiento en física fundamental”, resaltó.

“Nos hemos diversificado, sobre todo en sistemas aplicados. Por ejemplo, en los últimos años hemos propuesto modelos experimentales de sistemas de dinámica compleja y una línea nueva en óptica no lineal en nanosuspensiones o coloides”, acotó.

La universitaria resaltó que siempre se ha sentido atraída por el área de óptica, que ha evolucionado de manera vertiginosa desde el desarrollo del láser.

“Sus aplicaciones no sólo abarcan la física, sino la química y la biología, donde ha permitido crear importantes herramientas para su desarrollo”. No sólo se puede hacer ciencia básica en óptica, sino instrumentar tecnología, por lo que cada vez hay más grupos y espacios de indagación, indicó.

Prueba de ello es que los estudios realizados en México son del más alto nivel y no sólo en la UNAM, sino en lugares como el Centro de Investigaciones en Óptica en León, Guanajuato; el Centro de Investigación Científica y de Educación Superior (CICESE), en Ensenada, así como en el Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE), en Puebla, por mencionar algunos.

La cátedra

La Cátedra Moshinsky consiste en el apoyo a siete proyectos de investigación originales de diferentes áreas que contribuyan al desarrollo científico del país. En este caso, Volke decidió emplear los fondos para equipar el recientemente inaugurado Laboratorio de Micromanipulación Óptica, cuyo origen se remonta al de Pinzas Ópticas, fundado en 2004.

“Con ello tendremos más posibilidades para realizar investigación y explotar la capacidad de este nuevo espacio”, subrayó.

La Fundación Marcos Moshinsky hace una destacada labor al respaldar el trabajo de jóvenes investigadores, porque así se impulsa el quehacer científico. Recibir esta distinción es un logro porque quienes compiten por este apoyo son académicos de alto nivel. Me siento honrada de ser una de las beneficiadas, concluyó.

Créditos: UNAM-DGCS-341-2014

CREA LUIS MOCHÁN BACKAL, DEL ICF DE LA UNAM, MÉTODO QUE SINTETIZA IMÁGENES EN MOVIMIENTO

 
Facebooktwittergoogle_plusmail

imagenmovimientoEn la búsqueda de una forma atractiva y visual de divulgar conceptos de óptica, como las características de las ondas y la forma en que se propagan la luz y el sonido, Wolf Luis Mochán Backal, investigador del Instituto de Ciencias Físicas (ICF) de la UNAM, desarrolló un método que utiliza las matemáticas que hay detrás de esos fenómenos para nutrir un ejercicio lúdico que sintetiza imágenes en movimiento.

La aplicación del método se comparte en la exposición Luz en movimiento, que une ciencia y estética para divulgar características de las ondas y de la óptica no lineal, invita a estudiar conceptos científicos y ha sido presentada en los museos de la Luz, Universum y Universitario Arte Contemporáneo.

Con un registro ante el Instituto Mexicano de la Propiedad Industrial (IMPI), el método sintetiza parejas de imágenes yuxtapuestas y genera una tercera que se mueve de acuerdo a quien camine frente a ella.

El reto para Mochán, doctor en física y ex director del ICF, inició en el momento que tuvo que actualizar las antiguas pláticas que daba apoyado en un retroproyector y acetatos para transitar a las computadoras, en las que parecía diluirse la “gracia” de lograr imágenes en movimiento al mostrar el efecto moiré, un patrón de interferencia que se forma al superponer dos rejillas de líneas rectas con tamaños ligeramente diferentes.

La tercera imagen

“Esto comenzó al tratar de utilizar el efecto moiré para dar charlas de divulgación a estudiantes de secundaria y preparatoria. Usaba dos acetatos y al deslizar uno sobre otro aparecían los patrones de moiré. Los dibujos de los acetatos son como peines, con una serie de líneas verticales cada uno, al poner uno sobre otro aparece un patrón de líneas con un periodo mucho más pequeño que el de cada imagen separada. Al desplazar un acetato sobre otro las imágenes se comienzan a mover”, explicó.

Interesado en el ejercicio, Mochán buscó las matemáticas detrás del fenómeno para poder predecir cómo se va a mover un patrón y usarlo en las explicaciones de los conceptos ópticos.

“Para crear el método tomé prestados conceptos de la óptica no lineal y de las radiocomunicaciones. La idea es sintetizar parejas de imágenes, yuxtaponerlas una detrás de la otra y generar una tercera, que no aparece en las otras dos, sino hasta el momento de unirlas. La tercera se mueve de una manera prescrita conforme a quien la ve y camina frente a ella”, detalló.

El método registrado, llamado “codificación y decodificación homodina de imágenes en movimiento”, contiene el desarrollo matemático para poder generar esas parejas de imágenes en una computadora.

Ilustrar fenómenos

Con el método de Mochán se pueden ver fenómenos de las ondas lumínicas y acústicas.

“Me sorprendieron ciertos fenómenos, como que se puede desplazar un acetato a la derecha y lograr que la imagen resultante se dirija a la izquierda. Con eso es factible ilustrar fenómenos como la reflexión de la luz”, subrayó.

Las ondas también se pueden inclinar y mover hacia arriba o abajo, de un lado a otro. “Es posible ver ondas que avanzan en diagonal, otras que se expanden o comprimen; lo curioso es que las ecuaciones que encontré son las mismas que aprendí al estudiar la física del estado sólido, de la materia condensada y la cristalografía”, recordó.

Al estudiar cómo se difractan los rayos X por un cristal, las ecuaciones eran las mismas que en estos fenómenos. “También son las mismas de la óptica no lineal, el trabajo serio al que me dedico”, señaló.

Mochán está por patentar el método que permite generar imágenes arbitrarias, como algunas que ha utilizado en su exposición: una galaxia que rota, un par de ojos que siguen al espectador si camina frente a ellos o un grupo de engranes que giran de manera sincronizada.

“Podemos hacer una imagen arbitraria al yuxtaponer un peine vertical con algo más. El chiste es calcular ese algo más y es lo que hacemos con este método”.

Además de atractivo, el método mostrado en la exposición Luz en Movimiento es útil para aprender óptica. Por ello, cada una de las piezas que presenta ilustra algún fenómeno óptico, desde qué es un oscilador y cómo genera ondas al acoplarse con otros, cuáles son las características y atributos de las ondas, hasta cómo se propagan, reflejan, transmiten e interfieren.

“También se ilustran fenómenos sofisticados, como la propagación de grupos dispersivos de ondas, el campo dipolar que genera dos cargas en movimiento y que se convierte en el campo de radiación lejos de ellas o cómo se forman imágenes y sus aberraciones”.

Aunque el método tiene una urdimbre matemática, la exposición es un ejercicio lúdico y divertido para interactuar con ella.

“Varios conceptos físicos están ilustrados en la exposición, pero para no aburrir al espectador hice unas cédulas sencillas, que lo invitan a observar el fenómeno, sin definir los conceptos o términos técnicos, pero con la invitación a conocerlos. Funciona porque la misma exposición la ve un niño de primaria o un estudiante de posgrado y todos pueden sacarle algo, divertirse o quedar intrigados e interesados en investigar conceptos de la física”, finalizó.

Créditos: UNAM-DGCS-054-2014

Perfeccionan lentes intraoculares para restablecer la visión

 
Facebooktwittergoogle_plusmail

Diseño intraocular  permitirá remediar la pérdida del cristalino del ojo a causa de las cataratas.
Diseño intraocular permitirá remediar la pérdida del cristalino del ojo a causa de las cataratas.

14 de julio de 2012

Diseño intraocular desarrollado por investigadores de la UN en Medellín y el Instituto de Óptica Aplicada de Varsovia permitirá remediar la pérdida del cristalino del ojo a causa de las cataratas.

Todos los sentidos del hombre –oído, tacto, olfato, gusto, visión– son verdaderas maravillas de la naturaleza. No obstante, este último es quizás el que más apreciamos, pues nos revela la realidad en imágenes y nos da una idea anticipada de lo que pueden descubrir los demás órganos sensoriales.

Por eso cualquier daño, por pequeño que sea, es motivo de alarma. Uno de los padecimientos más comunes son las cataratas, enfermedad que consiste en el enturbiamiento del cristalino, la lente natural del ojo.

Esta patología lleva a la pérdida de intensidad y contraste de las imágenes percibidas, por lo que es necesario extraer, quirúrgicamente, esta frágil y delgada lente incolora y elástica. En su lugar, se implanta una prótesis intraocular, cuyo fin es devolverle la capacidad de enfoque al ojo.

Sin embargo, las actuales solo permiten enfocar un pequeño rango de distancias. Por ejemplo, se puede observar bien un objeto a 10 metros, pero es difícil encuadrar la visión para detallarlo a 10 centímetros, en una observación continua. Solucionar este problema fue el propósito de Augusto Arias Gallego, magíster en Ciencias (línea Física) de la Universidad Nacional de Colombia en Medellín.

Por eso, participa en el diseño de una lente más sofisticada, que permitirá distinguir objetos ubicados a cualquier distancia. La propuesta consiste en aumentar la profundidad de foco.

El proyecto

A sus 51 años, Rocío Gómez Lema recuerda cómo, poco a poco, su visión se empezó a apagar: “Era una mancha que parecía una nubecita y me obligaba a hacer mayor esfuerzo para leer y trabajar. Me cansaba mucho y sufría dolores de cabeza”. Tenía cataratas.

Gracias a una operación pudo ver mejor los objetos lejanos, pero aún necesitaba gafas para leer. Por eso, le implantaron una lente intraocular en el ojo izquierdo. Aun así, los oftalmólogos son conscientes de que es difícil prescindir de las gafas, debido a que siguen siendo necesarias para la protección o el descanso ocular.

Las cataratas se desarrollan generalmente por el envejecimiento natural de los ojos. Pero, según explica Didiher Enrique Maturana, oftalmólogo de la Universidad Andina, también por exposición a la radiación ultravioleta (presente en los rayos solares), problemas de diabetes, medicamentos como los esteroides, lesiones oculares, problemas de tipo hereditario y tabaquismo, entre otros factores.

Cuando las personas son diagnosticadas con este mal, se les somete a una cirugía que consiste en la extracción del cristalino y su sustitución por una lente estática y permanente que tiene un solo nivel focal. Para esto, es necesaria una microincisión en la córnea, estructura que permite el paso de la luz y protege el interior del ojo.

Visión integral

Hay dos tipos de prótesis intraoculares: las monofocales, que solo otorgan un segmento de enfoque nítido a distancia (hacen necesario usar gafas); y las multifocales, que permiten dos o más puntos de enfoque, pero a costa de la nitidez.

El diseño propuesto por la UN es el de una lente con varios segmentos focales, los cuales permiten tolerar el desenfoque y, por ende, ver una escena panorámica completa, en diferentes distancias, al mismo tiempo y sin necesidad de anteojos.

El investigador explica que el objetivo es reproducir la función del cristalino: enfocar los rayos luminosos para formar una buena imagen en la retina, con independencia de la distancia a la que esté situado el objeto.

En ese sentido, la prótesis propuesta por Augusto Arias es de foco variable, similar a las usadas en las cámaras de fotos, y cubre un rango de cuatro dioptrías (poder de refracción o potencia de una lente). Por consiguiente, el sistema nervioso central podría adaptarse a una nueva condición para percibir las imágenes nítidamente.

“No estamos innovando en el diseño físico de la lente, sino en el óptico, para mejorar la transferencia de contraste hacia la imagen, que es percibida por medio de la adición controlada de aberraciones ópticas, esto es, mediante el manejo adecuado de las leyes de la refracción y reflexión de la luz”, explica el investigador.

Apoyo internacional

Según datos de la Organización Mundial de la Salud, en los próximos veinte años en los países en vías de desarrollo, se duplicarán (a 40 millones) los casos de cataratas en personas mayores de 65 años. En estos países se agudizará el problema, debido a la ausencia de alternativas tecnológicas. Este panorama es, según el investigador de la UN, un campo abierto para explorar.

La prótesis de Arias Gallego se desarrolla con el apoyo del Instituto de Óptica Aplicada de Varsovia, que tiene una sólida trayectoria en el campo de la presbicia (pérdida de la capacidad de acomodación –enfoque– del ojo que afecta a la mayoría de personas de edad avanzada).

El profesor Zbigniew Jaroszewicz, investigador de esta entidad, asegura que, a partir del trabajo conjunto, se espera desarrollar “un elemento en donde la distribución de la longitud focal sea continua, con el fin de aumentar la calidad visual”.

Los expertos manifiestan que en Colombia no se investiga ampliamente en este campo y que, a diferencia de Estados Unidos o de los países europeos, no existe una industria dedicada a fabricar este tipo de lentes. Por eso, tuvieron que buscar el apoyo de laboratorios polacos para materializar la propuesta teórica del científico colombiano.

Según Augusto Arias Gallego, este proyecto, de base tecnológica, podría ser exitoso con apoyo del sector privado y así tener gran impacto en la salud visual de los colombianos.

Lea el artículo completo en UN Periódico: http://www.unperiodico.unal.edu.co/dper/article/perfeccionan-lentes-intraoculares-para-restablecer-la-vision.html.

Créditos: agenciadenoticias.unal.edu.co

Desarrollan propiedades ópticas del silicio

 
Facebooktwittergoogle_plusmail

Los logros de la investigación sobre el silicio hacen parte de la búsqueda de nuevos materiales para ser usados en la optoelectrónica.
Los logros de la investigación sobre el silicio hacen parte de la búsqueda de nuevos materiales para ser usados en la optoelectrónica.

2 de enero de 2011

Un silicio poroso con muy buenas particularidades ópticas se está haciendo en la Universidad Nacional de Colombia, a pesar de que este material no posee esas condiciones naturales.

Esta afirmación es del doctor en Física Néstor Jaime Torres Salcedo, profesor asociado del Departamento de Física de la Facultad de Ciencias y director del Laboratorio de Producción y Caracterización Óptica y Eléctrica de Materiales.

El cambio en esta característica del silicio, que debido a este estudio pasa de no tener propiedades ópticas a tenerlas, está incluido en la  investigación Propiedades optoeléctricas de películas delgadas de silicio poroso, dirigida por Torres Salcedo, trabajo centrado en los diversos usos de este material en dispositivos luminiscentes actuales.

“Como resultado de esta investigación estamos haciendo un silicio que tiene muy buenas particularidades ópticas para ser integrado a la tecnología moderna”, afirmó, aunque aclara que tradicionalmente este material no ha tenido “buenas propiedades ópticas para ser usado en este campo”.

Los logros más visibles de la investigación de ocho años, según el profesor Torres Salcedo, son la producción de las películas delgadas de silicio poroso mediante métodos electroquímicos. Esta técnica consiste en colocar una oblea de silicio, tipo P, en una solución de ácido fluorhídrico y aplicar una diferencia potencial entre el silicio y un electrodo de platino.

El estudio permitió obtener, igualmente, una muestra de intensa señal de fotoluminiscencia en una región espectral comprendida entre 500 y 800 nanómetros (nm). En las muestras también se encontró fotoconductividad, más o menos entre 300 y 550 nanómetros.

También se pudo determinar la influencia de las condiciones con las que se preparan los materiales (parámetros de depósito) sobre la señal de fotoluminiscencia de la muestra de silicio poroso, afirmó el profesor. Y, además, se desarrolló un procedimiento experimental para incluir litio (tierras raras) en el interior de los poros.

Estos logros hacen parte de la búsqueda de nuevos materiales que puedan ser usados en las diferentes aplicaciones actuales de la optoelectrónica: detectores de luz (fotorresistencias y fotodiodos) y emisores de luz, que hacen parte de la tecnología moderna.

Con base en lo hecho se continuarán investigando otros posibles usos del silicio poroso, dijo el profesor Torres Salcedo a la Agencia de Noticias UN. Ahora se pretende construir una bicapa (material inorgánico) que permita desarrollar dispositivos en los que se pueda variar controladamente la respuesta de detección de distintos colores de luz, los cuales son cada vez más usados por la tecnología moderna.

Esta parte será desarrollada por la estudiante Nelcarí Trinidad Ramírez, aspirante al Doctorado en Ciencias-Física, cuya investigación durará entre dos y tres años.

Créditos: agenciadenoticias.unal.edu.co

Ciencias aplicadas, instrumentación y nuevas tecnologías, temas de la revista JART

 
Facebooktwittergoogle_plusmail

22 de agosto del 2011

La revista Journal of Applied Research and Technology, es editada por el Centro de Ciencias Aplicadas y Desarrollo Tecnológico de la UNAM.
La revista Journal of Applied Research and Technology, es editada por el Centro de Ciencias Aplicadas y Desarrollo Tecnológico de la UNAM.

• Editada en inglés por el CCADET de la UNAM, difunde artículos de electrónica, acústica, metrología, óptica, cómputo e ingeniería mecánica, eléctrica y biomédica, entre otros
• Está incluida en los índices Science Citation Index Expanded de ISI-Thomson, Scopus, Latindex, Redalyc e Irmicyt, afirmó su editor en jefe, Felipe Lara Rosano

Temas de vanguardia en las áreas de nuevas tecnologías, instrumentación y ciencias aplicadas como electrónica, acústica y vibraciones, óptica, cómputo, metrología y varios campos de la ingeniería como la mecánica, eléctrica, biomédica, de producto, sísmica y ambiental, se abordan en la revista Journal of Applied Research and Technology (JART), que edita en inglés el Centro de Ciencias Aplicadas y Desarrollo Tecnológico (CCADET) de la UNAM.

Otros rubros incluidos en la publicación cuatrimestral se refieren a biotecnología, nanotecnología, procesamiento de señales e imágenes, sistemas de control, cibernética, materiales y sensores, así como desarrollo de software y otras áreas de información y comunicación, precisó su editor en jefe, Felipe Lara Rosano.

Con tres números por año y entre ocho y 10 artículos por edición, divulga ciencia aplicada realizada en México, Estados Unidos, Canadá, Francia, Italia, Turquía, Irán y Chile, entre otros.

“Tenemos aproximadamente un 80 por ciento de autores mexicanos y 20 por ciento extranjeros, y de los nacionales, un cinco por ciento son de la UNAM y 75 por ciento de otras instituciones”, destacó Lara Rosano.

El también investigador del Centro comentó que tienen una larga lista de textos en espera, por el prestigio de la publicación indizada.

Algunos alumnos de doctorado en Ciencias Aplicadas e Ingeniería eventualmente incluyen colaboraciones en la revista, que se planea, diseña, imprime y difunde totalmente en el CCADET.

De SOMI a la UNAM

El antecedente de JART fue la revista Instrumentación y Desarrollo, que desde 1981 editó la Sociedad Mexicana de Instrumentación (SOMI).

En 2003, Lara Rosano, entonces director del CCADET, se propuso contar con un instrumento competitivo a nivel mundial para publicar y difundir estudios de alta calidad sobre instrumentación y ciencias aplicadas, realizados dentro y fuera de la UNAM y del país.

Con autorización de la SOMI, acogió en el Centro la revista, para renovarla; así, desde 2003, JART se publica totalmente en inglés y cuenta con los más altos estándares de calidad.

“Cada artículo es revisado por dos o tres árbitros con el sistema de doble ciego, para que ni los autores ni los revisores sepan quién escribió el material”, explicó.

Otro cambio importante que contribuyó a la profesionalización fue su inclusión en línea a partir de ese año. En la versión electrónica, actualmente están disponibles de manera gratuita todos los artículos vigentes y anteriores.

Índices nacionales y mundiales

En el país, está incluida en el Índice de Revistas Mexicanas de Investigación Científica y Tecnológica (Irmicyt), del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología, mientras que en el mundo pertenece al Sistema Regional de Información en Línea para Revistas Científicas de América Latina, el Caribe, España y Portugal (Latindex).

Además, en el Índice de Revistas Latinoamericanas en Ciencias; la Red de Revistas Científicas de América Latina y el Caribe, España y Portugal (Redalyc), y el Science Citation Index Expanded de ISI Thomson, que integra a las publicaciones de ciencia y tecnología más prestigiadas del planeta. Además, acaba de ser aprobado su ingreso a Scopus.

En cuanto a reconocimientos, en 2004 obtuvo el Premio a la Revista del Año, que otorga el Institute for Advanced Studies in Systems Research and Cybernetics, con sedes en Canadá y Alemania.

Créditos: unam.mx/boletin/2011_492